CN116747802B - 一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及碳酸丙烯酯生产技术领域，尤其涉及一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置及其使用方法。碳酸丙烯酯催化剂分离装置包括机架，所述机架上设有圆柱形的壳体，所述壳体顶部密封连接盖体，底部密封连接废料箱，外部套设加热件，内部由上至下设有伞状转子和清理机构，所述盖体上设有进料口、出气口和旋转升降驱动机构，所述旋转升降驱动机构驱动所述伞状转子和清理机构旋转及升降，所述清理机构包括可旋转刮板和刮板驱动机构，所述刮板驱动机构能够驱动所述可旋转刮板径向伸缩，抵接或远离所述壳体内壁。本发明气液分离彻底，分离效率高，显著降低了失活催化剂的后处理成本，并且能够对壳体内壁残留的失活催化剂进行有效清理，提高设备清洁度。

Description

一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及碳酸丙烯酯生产技术领域，尤其涉及一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置及其使用方法。

背景技术

碳酸丙烯酯反应过程中需要使用催化剂（通常为复配液态体系），反应时催化剂沉积在反应装置底部对反应原料进行催化，理论上催化剂可以反复使用，但是在实际生产过程中，容易出现催化剂中毒等现象导致催化剂失活，失活催化剂粘度大幅度增加，需要及时将反应装置中的失活催化剂取出并进行更换。由于失活催化剂属于危废品，需要付费进行后处理且后处理费用高，而从反应装置中取出的失活催化剂中混有大量的有机物（未反应的有机物原料以及反应生成物），属于催化剂混合物，因此需要将催化剂混合物中的有机物与失活催化剂进行过滤分离，过滤分离一方面能够将分离后的有机物重新投入反应装置内进行反应，节省原料，另一方面可以减少催化剂混合物的总体重量，降低后处理费用。目前从碳酸丙烯酯反应装置中取出的催化剂混合物多采用滤网过滤分离，分离效果差，劳动强度大，污染物多，而且由于失活催化剂粘度增加，容易粘附在滤网上导致滤网堵塞，严重降低了分离效率。

申请号为CN201310552893.6的专利公开了一种碳酸丙烯酯的粗产品脱轻及催化剂分离的装置，碳酸丙烯酯的粗产品脱轻及催化剂分离的装置，包括蒸发器、催化剂回收槽、间接换热器、真空泵、PC储罐，蒸发器与反应器连通，蒸发器排气口与轻组分分离器连通；轻组分分离器由立式筒体、填料层、分布器、立式换热管芯组成，筒体中部设有填料层，填料层中为多层波纹丝网，填料层上空悬挂一个喷淋器；筒体上部缩径筒内固定有立式换热管芯；填料层下方筒壁上设有进气口、排液管，筒体顶盖上排气口与真空泵管道连通；排液管与循环泵连通，循环泵排液口的三通体一个管口通过循环阀与分布器进液口连通，三通体另一管口通过放流阀与间接换热器管路连通，间接换热器与PC储罐连通。无需精馏，循环传质传热，产品PC收率高达99%以上。该技术方案采用了加热蒸发的方式分离催化剂和有机物，没有堵塞滤网以及环境污染的风险，但存在以下技术问题：

1.催化剂与有机物的分离不彻底，不能满足失活催化剂的分离需求；因为该专利中待分离的催化剂并未失活，可以将催化剂和有机物的混合物一并投入反应装置中再次进行反应，因此并不需要将催化剂与有机物彻底分离；

2.蒸发器中不含有清理机构，不能对蒸发器的内壁进行清理；因为该专利中待分离的催化剂并未失活，因此粘度并未显著增加，不会出现拉丝黏连状态，产生挂壁现象。

综上所述，在碳酸丙烯酯的生产工艺中，亟需一种能够满足失活催化剂的分离需求，分离效率高，分离彻底，降低后处理成本且能够对分离装置的内壁及时进行清理的分离装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置，包括机架，所述机架上设有圆柱形的壳体，所述壳体顶部密封连接盖体，底部密封连接废料箱，外部套设加热件，内部由上至下设有伞状转子和清理机构，所述盖体上设有进料口、出气口和旋转升降驱动机构，所述旋转升降驱动机构驱动所述伞状转子和清理机构旋转及升降，所述清理机构包括可旋转刮板和刮板驱动机构，所述刮板驱动机构能够驱动所述可旋转刮板径向伸缩，抵接或远离所述壳体内壁。

优选的，所述壳体上部为气相区，下部为加热蒸发区，所述气相区内设有能够与所述伞状转子抵接的固定刮板。

优选的，所述加热蒸发区包括多个高度相等且直径递减的圆柱腔和渐缩连接相邻两个圆柱腔的锥形腔，所述清理机构包括通过连接柱轴向间隔连接的上圆盘和下圆盘，所述上圆盘连接所述旋转升降驱动机构，所述下圆盘的上端面设有所述刮板驱动机构，下端面同轴设有限位圆筒，所述限位圆筒外侧壁圆周等距贴合设有多个所述可旋转刮板。

优选的，所述可旋转刮板包括圆弧刮板，所述圆弧刮板下端面设有倾斜刮板，周向一侧设有转轴，所述圆弧刮板与所述限位圆筒同轴贴合设置并与所述圆柱腔的高度相等，所述倾斜刮板与所述锥形腔的高度相等，且所述圆弧刮板与倾斜刮板形成的夹角与所述圆柱腔和锥形腔形成的夹角一致，所述转轴可旋转贯穿所述下圆盘，并与所述刮板驱动机构相连。

优选的，所述刮板驱动机构包括设于所述上圆盘的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端连接大齿轮，所述大齿轮啮合可旋转设于所述下圆盘上的齿圈，所述转轴的上端面固定设有与所述齿圈啮合的小齿轮。

优选的，所述下圆盘的外侧壁滑动套设清洁环，所述清洁环的外径与所述加热蒸发区最下方的圆柱腔一致，内径与所述圆弧刮板的外径一致；所述清洁环的上端面圆周等距设有多个第二液压套筒，所述第二液压套筒在所述旋转升降驱动机构控制下竖直伸长或缩短。

优选的，所述旋转升降驱动机构包括固定于所述盖体上的龙门架，所述龙门架顶部设有液压缸，所述液压缸的输出端连接升降架，所述升降架上设有第二伺服电机，底部设有定环，所述定环的内环面密封可旋转连接第一液压套筒，所述第一液压套筒的侧壁下方固定连接所述伞状转子，顶部连接所述第二伺服电机，底部连接所述上圆盘。

优选的，所述定环的内环壁上设有环形凹槽，外环壁上设有连通所述环形凹槽的第一进液口，所述第一进液口密封连接压力油源；所述第一液压套筒包括依次花键连接的外筒、中间筒和内筒，所述外筒的侧壁上方设有连通所述第一进液口的第二进液口，侧壁下方设有所述伞状转子，顶部连接所述第二伺服电机的输出端，所述内筒底部设有与所述上圆盘相连的出液管和连接杆，所述出液管连通所述内筒内腔，并设有电磁阀。

优选的，所述第二液压套筒包括依次密封套设的伸缩外筒、伸缩中间筒和伸缩内筒，所述伸缩外筒顶部固定于所述上圆盘的下端面且设有第三进液口，所述伸缩内筒底部固定于所述下圆盘的上端面；所述上圆盘内部设有流道，所述流道分别密封连通所述出液管和第三进液口。

本发明提供了一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤S100.安装：将出气口与冷凝器的进气口相连，真空泵与冷凝器的真空泵接口相连，冷凝器的出液口与上游碳酸丙烯酯反应釜的进料口相连；

步骤S200.气液分离：启动装置，加热件对壳体加热，旋转升降驱动机构驱动伞状转子离心旋转，将催化剂混合物从进料口缓慢滴加到伞状转子上，并随着伞状转子的离心旋转甩出至壳体内壁上形成液膜，液膜在壳体内壁下滑的过程中受热气液分离，气态的有机物从出气口进入冷凝器，经冷凝器冷凝后回流至上游碳酸丙烯酯反应釜内继续反应，液态的失活催化剂进入废料箱内；

步骤S300.清扫：气液分离结束后，旋转升降驱动机构控制可旋转刮板竖直移动至所需清扫位置，刮板驱动机构驱动可旋转刮板径向伸长抵接壳体内壁，旋转升降驱动机构控制可旋转刮板旋转，刮除壳体内壁上残留的失活催化剂，

步骤S400.复位：清理结束后，旋转升降驱动机构控制可旋转刮板停止旋转，刮板驱动机构驱动可旋转刮板径向收缩至初始状态，远离壳体内壁，旋转升降驱动机构驱动可旋转刮板竖直移动至初始位置，将废料箱内收集的失活催化剂运送至危废站。

与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

1.通过伞状转子的离心旋转使高粘度的失活催化剂在壳体内壁成膜，通过对壳体加热将液态的失活催化剂和气态的有机物进行快速分离，分离效果好；

2.通过清理机构对壳体内壁进行清理，避免高粘度的失活催化剂挂壁残留；

3. 加热蒸发区采用多级阶梯圆柱形结构，能够延长液膜在加热蒸发区内的停留时间，提高气液分离效果；气相区内设置固定刮板，能够对伞状转子的上端面进行清扫；

4.清理机构的圆弧刮板和倾斜刮板能够随着转轴的旋转，靠近或远离壳体内壁，可以根据需要调节旋转角度，对壳体内壁进行逐级清扫，以满足不同直径的圆柱腔和锥形腔的清理需求；非清理状态下，多个圆弧刮板围合形成一个圆形，收纳于伞状转子的下方，不影响催化剂混合物的成膜及蒸发，清理状态下，转轴带动圆弧刮板旋转，直至圆弧刮板抵接圆柱腔内壁，倾斜刮板抵接锥形腔内壁，旋转升降驱动机构驱动可旋转刮板旋转，刮除壳体内壁上的失活催化剂；

5.清理机构上设有清洁环，能够同时刮除最下方的圆柱腔和圆弧刮板外弧面残留的失活催化剂；

综上所述，本发明提供的碳酸丙烯酯催化剂分离装置，气液分离彻底，分离效率高，显著降低了失活催化剂的后处理成本，并且能够对壳体内壁残留的失活催化剂进行有效清理，提高设备清洁度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的爆炸视图；

图3为清理机构的爆炸视图；

图4为可旋转刮板的结构示意图；

图5为本发明清扫状态的立体剖视图；

图6为旋转升降驱动机构的爆炸视图；

图7为定环的结构示意图；

图8为第一液压套筒的爆炸视图；

图9为第二液压套筒的爆炸视图；

图10为下圆盘的结构示意图；

图11为清洁环的结构示意图；

图12为本发明的右视图；

图13为图12的AA剖视图；

图14为第一清扫状态示意图；

图15为第二清扫状态示意图；

图16为第三清扫状态示意图；

图17为第四清扫状态示意图；

图18为本发明使用状态示意图。

附图标记说明：

1、机架，2、壳体，21、气相区，22、加热蒸发区，221、圆柱腔，222、锥形腔，3、盖体，31、进料口，32、出气口，4、废料箱，5、加热件，6、伞状转子，7、清理机构，71、上圆盘，711、流道，712、连接柱，72、下圆盘，721、大直径段，722、小直径段，723、限位凹槽，73、刮板驱动机构，731、第一伺服电机，732、大齿轮，733、齿圈，74、限位圆筒，75、可旋转刮板，751、圆弧刮板，752、倾斜刮板，753、转轴，754、小齿轮，755、间隙，76、清洁环，761、大内径段，762、小内径段，763、凸起，77、第二液压套筒，771、伸缩外筒，7711、第一限位凸缘，7712、第三进液口，772、伸缩中间筒，7721、第一滑动凸缘，7722、第二限位凸缘，773、伸缩内筒，7731、第二滑动凸缘，8、旋转升降驱动机构，81、龙门架，811、导向滑槽，82、液压缸，83、升降架，831、导向滑块，84、第二伺服电机，85、定环，851、环形凹槽，852、第一进液口，86、第一液压套筒，861、外筒，8611、第一花键齿，8612、第一限位滑槽，8613、第二进液口，862、中间筒，8621、第一花键槽，8622、第一限位滑块，8623、第二花键齿，8624、第二限位滑槽，863、内筒，8631、第二花键槽，8632、第二限位滑块，8633、出液管，8634、连接杆，8635、电磁阀，9、固定刮板，10冷凝器，20、真空泵。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

结合附图1至18，本实施例提供了一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置，包括机架1，所述机架1上设有圆柱形的壳体2，所述壳体2顶部密封连接盖体3，底部密封连接废料箱4，外部套设加热件5，内部由上至下设有伞状转子6和清理机构7，所述盖体3上设有进料口31、出气口32和旋转升降驱动机构8，所述旋转升降驱动机构8驱动所述伞状转子6和清理机构7旋转及升降，所述清理机构7包括可旋转刮板75和刮板驱动机构73，所述刮板驱动机构73能够驱动所述可旋转刮板75径向伸缩，抵接或远离所述壳体2内壁。上述技术方案中，加热件5包括但不限于电加热套、热介质（油、水等）循环盘管等传统加热结构。

如图13所示，在一个具体结构中，所述壳体2上部为气相区21，下部为加热蒸发区22，所述气相区21内设有能够与所述伞状转子6抵接的固定刮板9。上述技术方案中，固定刮板9能够对伞状转子6的上残留的少量催化剂混合物进行刮除清理。当加热进行气液分离时，所述伞状转子6位于加热蒸发区22内离心旋转，物料从进料口31落入所述伞状转子6上，然后在离心作用下在所述加热蒸发区22的内壁上成膜并向下流淌；对加热蒸发区22内壁进行清扫时，所述伞状转子6位于所述气相区21内，所述清理机构7位于所述加热蒸发区22内，所述可旋转刮板75抵接所述加热蒸发区22内壁。

本实施例的工作原理和工作过程如下： 1.安装：如图18所示，将出气口32与冷凝器10的进气口相连，真空泵20与冷凝器10的真空泵接口相连，冷凝器10的出液口与上游碳酸丙烯酯反应釜的进料口相连，将待分离的催化剂混合物从碳酸丙烯酯反应釜底部取出，催化剂混合物的组成为失活催化剂和有机物（未反应的有机物原料以及反应生成物）；2.气液分离：启动装置，加热件5对壳体2加热，旋转升降驱动机构8驱动伞状转子6离心旋转，将催化剂混合物从进料口31缓慢滴加到伞状转子6上，并随着伞状转子6的离心旋转甩出至壳体2内壁上形成液膜，液膜在壳体2内壁下滑的过程中受热气液分离，气态的有机物从出气口32进入冷凝器10，经冷凝器10冷凝后回流至上游碳酸丙烯酯反应釜内继续反应，液态的失活催化剂进入废料箱4内；3.清扫：气液分离结束后，旋转升降驱动机构8控制可旋转刮板75竖直移动至所需清扫位置，刮板驱动机构73驱动可旋转刮板75径向伸长抵接壳体2内壁，旋转升降驱动机构8控制可旋转刮板75旋转，刮除壳体2内壁上残留的失活催化剂，清理结束后，旋转升降驱动机构8控制可旋转刮板75停止旋转，刮板驱动机构73驱动可旋转刮板75径向收缩至初始状态，远离壳体2内壁，旋转升降驱动机构8驱动可旋转刮板75竖直移动至初始位置，将废料箱4内收集的失活催化剂运送至危废站。

本实施例中的碳酸丙烯酯催化剂分离装置，通过伞状转子6的离心旋转使高粘度的失活催化剂在壳体2内壁成膜，通过对壳体2加热将液态的失活催化剂和气态的有机物进行快速分离，分离效果好，通过清理机构7对壳体2内壁进行清理，避免高粘度的失活催化剂挂壁残留。

实施例2

结合附图1至18，本实施例提供了一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置，在实施例1的基础上，对壳体2、清理机构7和旋转升降驱动机构8的结构进行优化，提高气液分离效果以及清理效果，具体技术方案如下，

如图13所示，所述加热蒸发区22包括多个高度相等且直径递减的圆柱腔221和渐缩连接相邻两个圆柱腔221的锥形腔222，所述清理机构7包括通过连接柱712轴向间隔连接的上圆盘71和下圆盘72，所述上圆盘71连接所述旋转升降驱动机构8，所述下圆盘72的上端面设有所述刮板驱动机构73，下端面同轴设有限位圆筒74，所述限位圆筒74外侧壁圆周等距贴合设有多个所述可旋转刮板75。上述技术方案中，加热蒸发区22采用多级阶梯圆柱形结构，能够延长液膜在加热蒸发区22内的停留时间，提高气液分离效果。

在一个具体结构中，如图4所示，所述可旋转刮板75包括圆弧刮板751，所述圆弧刮板751下端面设有倾斜刮板752，周向一侧设有转轴753，所述圆弧刮板751与所述限位圆筒74同轴贴合设置并与所述圆柱腔221的高度相等，所述倾斜刮板752与所述锥形腔222的高度相等，且所述圆弧刮板751与倾斜刮板752形成的夹角与所述圆柱腔221和锥形腔222形成的夹角一致，所述转轴753可旋转贯穿所述下圆盘72，并与所述刮板驱动机构73相连。上述技术方案中，随着转轴753的旋转，圆弧刮板751发生旋转，自由端靠近或远离壳体2内壁。限位圆筒74起限位和挤压作用，多个圆弧刮板751围合形成一个圆形时，圆弧刮板751的内侧壁紧贴限位圆筒74的外侧壁，既能够限制圆弧刮板751的进一步旋转，又能够将圆弧刮板751内弧面沾到的失活催化剂挤出。清理状态下，如图5所示，转轴753带动圆弧刮板751旋转，直至圆弧刮板751抵接圆柱腔221内壁，由于圆弧刮板751与倾斜刮板752形成的夹角与所述圆柱腔221和锥形腔222形成的夹角一致，因此圆弧刮板751抵接圆柱腔221内壁时，倾斜刮板752正好抵接锥形腔222内壁，旋转升降驱动机构8驱动可旋转刮板75旋转时，旋转方向优选与圆弧刮板751的旋转展开方向一致，即转轴753逆时针旋转将圆弧刮板751展开时，旋转升降驱动机构8也进行逆时针旋转，这样可以使刮除的大部分失活催化剂与圆弧刮板751的外弧面接触。

在一个具体结构中，如图3所示，所述刮板驱动机构73包括设于所述上圆盘71的第一伺服电机731，所述第一伺服电机731的输出端连接大齿轮732，所述大齿轮732啮合可旋转设于所述下圆盘72上的齿圈733，所述转轴753的上端面固定设有与所述齿圈733啮合的小齿轮754。

在一个具体结构中，所述下圆盘72的外侧壁滑动套设清洁环76，所述清洁环76的外径与所述加热蒸发区22最下方的圆柱腔221一致，内径与所述圆弧刮板751的外径一致；所述清洁环76的上端面圆周等距设有多个第二液压套筒77，所述第二液压套筒77在所述旋转升降驱动机构8控制下竖直伸长或缩短。

在一个具体结构中，多个所述圆弧刮板751围合形成圆形时，相邻两个圆弧刮板751之间形成间隙755，如图10所示，所述下圆盘72的外侧壁呈台阶状，由上至下分为大直径段721和小直径段722，所述小直径段722上径向设有限位凹槽723，所述限位凹槽723对接所述间隙755；

如图11所示，所述清洁环76的内侧壁呈台阶状，由上至下分为大内径段761和小内径段762，所述小内径段762上径向设有与所述间隙755相应的凸起763，当多个所述圆弧刮板751围合形成圆形时，所述小内径段762能够紧密贴合所述圆弧刮板751竖直滑动。

在一个具体结构中，如图6所示，所述旋转升降驱动机构8包括固定于所述盖体3上的龙门架81，所述龙门架81顶部设有液压缸82，所述液压缸82的输出端连接升降架83，所述升降架83上设有第二伺服电机84，底部设有定环85，所述定环85的内环面密封可旋转连接第一液压套筒86，所述第一液压套筒86的侧壁下方固定连接所述伞状转子6，顶部连接所述第二伺服电机84，底部连接所述上圆盘71。

为进一步提高连接和运行稳定性，所述第一液压套筒86的上端面与升降架83的下端面通过连接件可旋转连接，所述龙门架81的两个侧壁设有导向滑槽811，所述升降架83两侧设有与所述导向滑槽811相应的导向滑块831。

在一个具体结构中，如图7所示，所述定环85的内环壁上设有环形凹槽851，外环壁上设有连通所述环形凹槽851的第一进液口852，所述第一进液口852密封连接压力油源；所述第一液压套筒86包括依次花键连接的外筒861、中间筒862和内筒863，所述外筒861的侧壁上方设有连通所述第一进液口852的第二进液口8613，侧壁下方设有所述伞状转子6，顶部连接所述第二伺服电机84的输出端，所述内筒863底部设有与所述上圆盘71相连的出液管8633和连接杆8634，所述出液管8633连通所述内筒863内腔，并设有电磁阀8635。为进一步提高连接和密封稳定性，所述定环85通过密封轴承（图中未示出）与第一液压套筒86连接，所述定环85的内环壁设有密封圈（图中未示出），所述密封圈位于所述环形凹槽851的上下两侧。

在一个具体结构中，如图8所示，所述外筒861底部开口，内侧壁竖直设有第一花键齿8611和第一限位滑槽8612，所述中间筒862两端开口，外侧壁设有与所述第一花键齿8611相应的第一花键槽8621以及与所述第一限位滑槽8612相应的第一限位滑块8622，内侧壁竖直设有第二花键齿8623和第二限位滑槽8624，所述内筒863顶部开口，外侧壁设有与所述第二花键齿8623相应的第二花键槽8631以及与所述第二限位滑槽8624相应的第二限位滑块8632。

在一个具体结构中，如图9所示，所述第二液压套筒77包括依次密封套设的伸缩外筒771、伸缩中间筒772和伸缩内筒773，所述伸缩外筒771顶部固定于所述上圆盘71的下端面且设有第三进液口7712，所述伸缩内筒773底部固定于所述下圆盘72的上端面；如图13所示，所述上圆盘71内部设有流道711，所述流道711分别密封连通所述出液管8633和第三进液口7712。

在一个具体结构中，如图9所示，所述伸缩外筒771底部开口且底部内侧壁设有环状的第一限位凸缘7711，所述伸缩中间筒772设有多个且直径递减，所述伸缩中间筒772两端开口，顶部外侧壁设有环状的第一滑动凸缘7721，底部内侧壁设有环状的第二限位凸缘7722，所述伸缩内筒773顶部开口且顶部外侧壁设有环状的第二滑动凸缘7731。

本实施例的工作原理和工作过程如下：

1.气液分离：如图13所示，伞状转子6位于加热蒸发区22最上方的圆柱腔221内，第二伺服电机84驱动第一液压套筒86旋转，伞状转子6和清理机构7随之旋转，催化剂混合物在最上方的圆柱腔221的内壁上成膜并向下流动，进行气液分离；

2.逐级清扫：

1）第一清扫状态：如图14所示，液压缸82驱动第一液压套筒86上移，使伞状转子6进入气相区21内并与固定刮板9抵接，清理机构7的圆弧刮板751位于最上方的第一圆柱腔221内，第一伺服电机731驱动转轴753旋转，圆弧刮板751随转轴753旋转直至其自由端抵接最上方的圆柱腔221的内壁，此时倾斜刮板752抵接最上方的锥形腔222的内壁，第二伺服电机84驱动第一液压套筒86旋转，伞状转子6和清理机构7随之旋转，固定刮板9清理刮除伞状转子6上端面残留的少量催化剂混合物，圆弧刮板751和倾斜刮板752清理刮除最上方的圆柱腔221和锥形腔222内壁上的失活催化剂；

2）第二清扫状态：如图15所示，最上方的圆柱腔221及锥形腔222清扫完毕后，第二伺服电机84停止旋转，第一伺服电机731驱动转轴753旋转，使圆弧刮板751随转轴753旋转至能够与下一个圆柱腔221的内壁相抵接的状态，将电磁阀8635关闭（电磁阀8635初始即为关闭状态），从定环85的第一进液口852向第一液压套筒86内通入压力油，第一液压套筒86伸长，由于外筒861固定不动，因此与外筒861相连的伞状转子6的高度不变，仍与固定刮板9抵接，由于内筒863下移，因此与内筒863相连的清理机构7下移，直至圆弧刮板751进入下一个圆柱腔221内，第二伺服电机84开启，驱动第一液压套筒86旋转，伞状转子6和清理机构7随之旋转，对相应的圆柱腔221和锥形腔222进行清扫；

3）第三清扫状态：如图16所示，当需要对最下方的圆柱腔221进行清扫时，第二伺服电机84停止旋转，第一伺服电机731驱动转轴753旋转，使圆弧刮板751随转轴753旋转至与限位圆筒74贴合的状态（即围合成圆形的初始状态），继续从定环85的第一进液口852向第一液压套筒86内通入压力油，第一液压套筒86伸长至极限状态时，圆弧刮板751进入最下方的圆柱腔221内；

4）第四清扫状态：如图17所示，开启电磁阀8635，同时继续向第一液压套筒86内通入压力油，压力油从上圆盘71的流道711进入第二液压套筒77内，第二液压套筒77伸长，驱动清洁环76下移，清理刮除圆弧刮板751的外弧面和最下方的圆柱腔221内壁上的失活催化剂，清理完毕后，抽出第二液压套筒77及第一液压套筒86内的压力油，液压缸82驱动第一液压套筒86复位。

本实施例中，清理机构7的圆弧刮板751和倾斜刮板752能够随着转轴753的旋转，靠近或远离壳体2内壁，可以根据需要调节旋转角度，对壳体2内壁进行逐级清扫，以满足不同直径的圆柱腔221和锥形腔222的清理需求；非清理状态下，多个圆弧刮板751围合形成一个圆形，收纳于伞状转子6的下方，不影响催化剂混合物的成膜及蒸发，清理状态下，转轴753带动圆弧刮板751旋转，直至圆弧刮板751的自由端抵接圆柱腔221内壁，倾斜刮板752抵接锥形腔222内壁，旋转升降驱动机构8驱动可旋转刮板75旋转，刮除壳体2内壁上的失活催化剂。

实施例3

结合附图1至18，本实施例提供了一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤S100.安装：将出气口32与冷凝器10的进气口相连，真空泵20与冷凝器10的真空泵接口相连，冷凝器10的出液口与上游碳酸丙烯酯反应釜的进料口相连；

步骤S200.气液分离：启动装置，加热件5对壳体2加热，旋转升降驱动机构8驱动伞状转子6离心旋转，将催化剂混合物从进料口31缓慢滴加到伞状转子6上，并随着伞状转子6的离心旋转甩出至壳体2内壁上形成液膜，液膜在壳体2内壁下滑的过程中受热气液分离，气态的有机物从出气口32进入冷凝器10，经冷凝器10冷凝后回流至上游碳酸丙烯酯反应釜内继续反应，液态的失活催化剂进入废料箱4内；

步骤S300.清扫：气液分离结束后，旋转升降驱动机构8控制可旋转刮板75竖直移动至所需清扫位置，刮板驱动机构73驱动可旋转刮板75径向伸长抵接壳体2内壁，旋转升降驱动机构8控制可旋转刮板75旋转，刮除壳体2内壁上残留的失活催化剂，

步骤S400.复位：清理结束后，旋转升降驱动机构8控制可旋转刮板75停止旋转，刮板驱动机构73驱动可旋转刮板75径向收缩至初始状态，远离壳体2内壁，旋转升降驱动机构8驱动可旋转刮板75竖直移动至初始位置，将废料箱4内收集的失活催化剂运送至危废站。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置，包括机架（1），其特征在于，所述机架（1）上设有圆柱形的壳体（2），所述壳体（2）顶部密封连接盖体（3），底部密封连接废料箱（4），外部套设加热件（5），内部由上至下设有伞状转子（6）和清理机构（7），所述盖体（3）上设有进料口（31）、出气口（32）和旋转升降驱动机构（8），所述旋转升降驱动机构（8）驱动所述伞状转子（6）和清理机构（7）旋转及升降，所述清理机构（7）包括可旋转刮板（75）和刮板驱动机构（73），所述刮板驱动机构（73）能够驱动所述可旋转刮板（75）径向伸缩，抵接或远离所述壳体（2）内壁；

所述壳体（2）上部为气相区（21），下部为加热蒸发区（22），所述气相区（21）内设有能够与所述伞状转子（6）抵接的固定刮板（9）；

所述加热蒸发区（22）包括多个高度相等且直径递减的圆柱腔（221）和渐缩连接相邻两个圆柱腔（221）的锥形腔（222），所述清理机构（7）包括通过连接柱（712）轴向间隔连接的上圆盘（71）和下圆盘（72），所述上圆盘（71）连接所述旋转升降驱动机构（8），所述下圆盘（72）的上端面设有所述刮板驱动机构（73），下端面同轴设有限位圆筒（74），所述限位圆筒（74）外侧壁圆周等距贴合设有多个所述可旋转刮板（75）；

所述可旋转刮板（75）包括圆弧刮板（751），所述圆弧刮板（751）下端面设有倾斜刮板（752），周向一侧设有转轴（753），所述圆弧刮板（751）与所述限位圆筒（74）同轴贴合设置并与所述圆柱腔（221）的高度相等，所述倾斜刮板（752）与所述锥形腔（222）的高度相等，且所述圆弧刮板（751）与倾斜刮板（752）形成的夹角与所述圆柱腔（221）和锥形腔（222）形成的夹角一致，所述转轴（753）可旋转贯穿所述下圆盘（72），并与所述刮板驱动机构（73）相连；

所述刮板驱动机构（73）包括设于所述上圆盘（71）的第一伺服电机（731），所述第一伺服电机（731）的输出端连接大齿轮（732），所述大齿轮（732）啮合可旋转设于所述下圆盘（72）上的齿圈（733），所述转轴（753）的上端面固定设有与所述齿圈（733）啮合的小齿轮（754）；

所述下圆盘（72）的外侧壁滑动套设清洁环（76），所述清洁环（76）的外径与所述加热蒸发区（22）最下方的圆柱腔（221）一致，内径与所述圆弧刮板（751）的外径一致；所述清洁环（76）的上端面圆周等距设有多个第二液压套筒（77），所述第二液压套筒（77）在所述旋转升降驱动机构（8）控制下竖直伸长或缩短；

所述旋转升降驱动机构（8）包括固定于所述盖体（3）上的龙门架（81），所述龙门架（81）顶部设有液压缸（82），所述液压缸（82）的输出端连接升降架（83），所述升降架（83）上设有第二伺服电机（84），底部设有定环（85），所述定环（85）的内环面密封可旋转连接第一液压套筒（86），所述第一液压套筒（86）的侧壁下方固定连接所述伞状转子（6），顶部连接所述第二伺服电机（84），底部连接所述上圆盘（71）；

所述定环（85）的内环壁上设有环形凹槽（851），外环壁上设有连通所述环形凹槽（851）的第一进液口（852），所述第一进液口（852）密封连接压力油源；所述第一液压套筒（86）包括依次花键连接的外筒（861）、中间筒（862）和内筒（863），所述外筒（861）的侧壁上方设有连通所述第一进液口（852）的第二进液口（8613），侧壁下方设有所述伞状转子（6），顶部连接所述第二伺服电机（84）的输出端，所述内筒（863）底部设有与所述上圆盘（71）相连的出液管（8633）和连接杆（8634），所述出液管（8633）连通所述内筒（863）内腔，并设有电磁阀（8635）；

所述第二液压套筒（77）包括依次密封套设的伸缩外筒（771）、伸缩中间筒（772）和伸缩内筒（773），所述伸缩外筒（771）顶部固定于所述上圆盘（71）的下端面且设有第三进液口（7712），所述伸缩内筒（773）底部固定于所述下圆盘（72）的上端面；所述上圆盘（71）内部设有流道（711），所述流道（711）分别密封连通所述出液管（8633）和第三进液口（7712）。

2.根据权利要求1所述的一种碳酸丙烯酯催化剂分离装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100.安装：将出气口（32）与冷凝器（10）的进气口相连，真空泵（20）与冷凝器（10）的真空泵接口相连，冷凝器（10）的出液口与上游碳酸丙烯酯反应釜的进料口相连；

步骤S200.气液分离：启动装置，加热件（5）对壳体（2）加热，旋转升降驱动机构（8）驱动伞状转子（6）离心旋转，将催化剂混合物从进料口（31）缓慢滴加到伞状转子（6）上，并随着伞状转子（6）的离心旋转甩出至壳体（2）内壁上形成液膜，液膜在壳体（2）内壁下滑的过程中受热气液分离，气态的有机物从出气口（32）进入冷凝器（10），经冷凝器（10）冷凝后回流至上游碳酸丙烯酯反应釜内继续反应，液态的失活催化剂进入废料箱（4）内；

步骤S300.清扫：气液分离结束后，旋转升降驱动机构（8）控制可旋转刮板（75）竖直移动至所需清扫位置，刮板驱动机构（73）驱动可旋转刮板（75）径向伸长抵接壳体（2）内壁，旋转升降驱动机构（8）控制可旋转刮板（75）旋转，刮除壳体（2）内壁上残留的失活催化剂，

步骤S400.复位：清理结束后，旋转升降驱动机构（8）控制可旋转刮板（75）停止旋转，刮板驱动机构（73）驱动可旋转刮板（75）径向收缩至初始状态，远离壳体（2）内壁，旋转升降驱动机构（8）驱动可旋转刮板（75）竖直移动至初始位置，将废料箱（4）内收集的失活催化剂运送至危废站。